3D打印新技術(shù)問世 我國(guó)再獲全球第一

　　近日，由華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院張海鷗教授主導(dǎo)研發(fā)的一項(xiàng)金屬3D打印技術(shù)“智能微鑄鍛”，在3D打印技術(shù)中加入鍛打技術(shù)，能生產(chǎn)結(jié)實(shí)、耐磨的金屬產(chǎn)品，打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙，有望開啟人類實(shí)驗(yàn)室制造大型機(jī)械的新篇章。

　　傳統(tǒng)機(jī)械制造中，澆鑄后的金屬材料不能直接加工成高性能零部件，必須通過鍛造改造其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決成型問題。但是對(duì)超大鍛機(jī)的過度依賴，導(dǎo)致機(jī)械制作投資大、成本高且制作流程長(zhǎng)、能耗巨大、污染嚴(yán)重、浪費(fèi)嚴(yán)重并難以制作梯度功能材料零件。

　　作為后起之秀的常規(guī)金屬3D打印技術(shù)因能夠解決傳統(tǒng)制造業(yè)的以上弊病而受到青睞。然而，常規(guī)3D打印同樣存在致命缺陷：一是沒有經(jīng)過鍛造，金屬抗疲勞性嚴(yán)重不足;二是制件性能不高;三是存在氣孔和未融合部分;四是大都采用激光、電子束為熱源，成本高昂。因而形成了“中看不中用”無(wú)法高端應(yīng)用的局面。

　　為解決這一世界性難題，張海鷗團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十多年潛心攻關(guān)，研制出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備創(chuàng)造性地將金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了首超西方的微型邊鑄邊鍛的顛覆性原始創(chuàng)新，從而大幅提高了制件強(qiáng)度和韌性，提高了構(gòu)件的疲勞壽命和可靠性。不僅能打印薄壁金屬零件，而且能打印出大壁厚差的金屬零件，省去了傳統(tǒng)巨型鍛壓機(jī)的成本。

　　該技術(shù)以金屬絲材為原料，材料利用率達(dá)到80%以上，絲材料價(jià)格成本為目前普遍使用的激光撲粉粉材的1/10左右。在熱源方面，使用高效廉價(jià)的電弧為熱源，成本為目前普遍使用的大多需要進(jìn)口的激光器的1/10。

　　華中科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在3D打印技術(shù)中加入鍛壓技術(shù)，研制出一套微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，在全球首次打印出具有鍛件性能的高端金屬零件。該團(tuán)隊(duì)22日在武漢向媒體公布上述成果。據(jù)介紹，該裝備已打印出長(zhǎng)2.2米重260公斤的高性能金屬鍛件和飛機(jī)用鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等金屬材料，打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙。3D打印已成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力。然而，由于打印不出經(jīng)久耐用的材質(zhì)，全球3D打印行業(yè)處在“模型制造”和展示階段。經(jīng)過10多年攻關(guān)，華中科技大學(xué)數(shù)字裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授張海鷗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，獲國(guó)際和國(guó)內(nèi)發(fā)明專利多項(xiàng)。

　　張海鷗介紹，該裝備在3D打印過程中把金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了邊鑄邊鍛等軸細(xì)晶化，大幅提高了零件強(qiáng)度和韌性;在制造過程中復(fù)合銑削，降低了加工難度;通過計(jì)算機(jī)直接控制鑄鍛銑路徑，降低了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。在零件尺寸方面，也有突破。張海鷗稱，目前德國(guó)某公司掌握著世界激光選擇性熔化3D打印金屬零件最大尺寸的技術(shù)，不過均為一米以下的小型件。“我們(設(shè)備打印出來的尺寸)是他們(德國(guó)某公司)的4倍，還可以打印出與激光送粉成形和電子束送絲成形尺寸相當(dāng)?shù)牧慵?rdquo;張海鷗說。

　　張海鷗介紹說，該設(shè)備還可大大縮短產(chǎn)品周期：制造一個(gè)兩噸重的大型金屬鑄件，過去需要3個(gè)月以上，現(xiàn)在僅需10天左右。生產(chǎn)設(shè)備功率只需50千瓦，改變了傳統(tǒng)機(jī)械制造高能耗、重污染的生產(chǎn)方式。 　　OFweek3D打印網(wǎng)訊 近日，由華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院張海鷗教授主導(dǎo)研發(fā)的一項(xiàng)金屬3D打印技術(shù)“智能微鑄鍛”，在3D打印技術(shù)中加入鍛打技術(shù)，能生產(chǎn)結(jié)實(shí)、耐磨的金屬產(chǎn)品，打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙，有望開啟人類實(shí)驗(yàn)室制造大型機(jī)械的新篇章。

　　傳統(tǒng)機(jī)械制造中，澆鑄后的金屬材料不能直接加工成高性能零部件，必須通過鍛造改造其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決成型問題。但是對(duì)超大鍛機(jī)的過度依賴，導(dǎo)致機(jī)械制作投資大、成本高且制作流程長(zhǎng)、能耗巨大、污染嚴(yán)重、浪費(fèi)嚴(yán)重并難以制作梯度功能材料零件。

　　作為后起之秀的常規(guī)金屬3D打印技術(shù)因能夠解決傳統(tǒng)制造業(yè)的以上弊病而受到青睞。然而，常規(guī)3D打印同樣存在致命缺陷：一是沒有經(jīng)過鍛造，金屬抗疲勞性嚴(yán)重不足;二是制件性能不高;三是存在氣孔和未融合部分;四是大都采用激光、電子束為熱源，成本高昂。因而形成了“中看不中用”無(wú)法高端應(yīng)用的局面。

　　為解決這一世界性難題，張海鷗團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十多年潛心攻關(guān)，研制出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備創(chuàng)造性地將金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了首超西方的微型邊鑄邊鍛的顛覆性原始創(chuàng)新，從而大幅提高了制件強(qiáng)度和韌性，提高了構(gòu)件的疲勞壽命和可靠性。不僅能打印薄壁金屬零件，而且能打印出大壁厚差的金屬零件，省去了傳統(tǒng)巨型鍛壓機(jī)的成本。

　　該技術(shù)以金屬絲材為原料，材料利用率達(dá)到80%以上，絲材料價(jià)格成本為目前普遍使用的激光撲粉粉材的1/10左右。在熱源方面，使用高效廉價(jià)的電弧為熱源，成本為目前普遍使用的大多需要進(jìn)口的激光器的1/10。

　　華中科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在3D打印技術(shù)中加入鍛壓技術(shù)，研制出一套微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，在全球首次打印出具有鍛件性能的高端金屬零件。該團(tuán)隊(duì)22日在武漢向媒體公布上述成果。據(jù)介紹，該裝備已打印出長(zhǎng)2.2米重260公斤的高性能金屬鍛件和飛機(jī)用鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等金屬材料，打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙。3D打印已成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力。然而，由于打印不出經(jīng)久耐用的材質(zhì)，全球3D打印行業(yè)處在“模型制造”和展示階段。經(jīng)過10多年攻關(guān)，華中科技大學(xué)數(shù)字裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授張海鷗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，獲國(guó)際和國(guó)內(nèi)發(fā)明專利多項(xiàng)。

　　張海鷗介紹，該裝備在3D打印過程中把金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了邊鑄邊鍛等軸細(xì)晶化，大幅提高了零件強(qiáng)度和韌性;在制造過程中復(fù)合銑削，降低了加工難度;通過計(jì)算機(jī)直接控制鑄鍛銑路徑，降低了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。在零件尺寸方面，也有突破。張海鷗稱，目前德國(guó)某公司掌握著世界激光選擇性熔化3D打印金屬零件最大尺寸的技術(shù)，不過均為一米以下的小型件。“我們(設(shè)備打印出來的尺寸)是他們(德國(guó)某公司)的4倍，還可以打印出與激光送粉成形和電子束送絲成形尺寸相當(dāng)?shù)牧慵?rdquo;張海鷗說。

　　張海鷗介紹說，該設(shè)備還可大大縮短產(chǎn)品周期：制造一個(gè)兩噸重的大型金屬鑄件，過去需要3個(gè)月以上，現(xiàn)在僅需10天左右。生產(chǎn)設(shè)備功率只需50千瓦，改變了傳統(tǒng)機(jī)械制造高能耗、重污染的生產(chǎn)方式。